1、具体题目由指导老师分配,题目附后;5.液压传动课程设计一般要求学生完成以下工作:设计计算说明书一份;液压传动系统原理图一张(3号图纸,包括工作循环图和电磁铁动作顺序表)3)设计题目一台专用铣床的铣头驱动电机的功率N=7.5KW,铣刀直径D=120mm,转速n=350rpm,工作台重量G1=4000N,工件及夹具重量G2=1500N,工作台行程L=400mm,(快进300mm,工进100mm)快进速度为4.5m/min,工金速度为601000mm/min,其往复运动和加速(减速)时间t=0.05s,工作台用平导轨,静摩擦系数fs=0.2,动摩擦系数fd=0.1。设计其液压控制系统。 (c)(d)
2、2组成系统图为了实现工作台快退选用具单向阀的调速阀,图4为所设计的液压系统图。六选择液压元件1确定液压泵的容量及电动机功率(1)液压泵的工作压力和流量计算。进油路的压力损失取5310pPaD=,回路泄露系数取1.1K=,则液压泵的最高工作压力和流量为:51(26.53)1029.510BpppPaPa=+D=+=max1.14.5/min5/minBQKQLL=根据上述计算数据查泵的产品目录,选用型定量叶片泵。()确定驱动电动机功率。由工况图表明,最大功率出现在快退阶段,液压泵总效率0.75,则电动机功率为:36(15.913)1010600.25100.75BBpQPkWkWh-+D=控制阀
3、的选择根据泵的工作压力和通过各阀的实际流量,选取各元件的规格,如表所示。格表3各元件的规序号元件名称最大通流量/(L/min)型号规格1定量叶片泵6632溢流阀Y10B10633三位四通电磁阀34D10B4单向调速阀QI10B5二位三通电磁阀23D10B6单向阀I10B7过滤器XUB161003确定油管直径进出液压缸无杆腔的流量,在快退和差动工况时为2Q,所以管道流量Q按12/minL计算。取压油管流速3/vms=124.614.619.223Qdmmmmv=,取内径为10mm的管道。吸油管的流速1/vms=,通过流量为6/minL,则64.6111.291dmmmm=,取内径为12mm管道。
4、确定管道尺寸应与选定的液压元件接口处的尺寸一致。4确定油箱容积66636BVQLL=七液压系统的性能验算液压系统的效率(经计算510.6310pPaD=,522.62510pPaD=)取泵的效率h0.75,液压缸的机械效率0.9Gh=,回路效率为:11CBBpQpQh=2211143960.466.26510.011010(0.6310)19.63102410FApppAPaPa-+D=+D+=+当工进速度为1/minm时,51.96240.2962710ch当工进速度为60/minmm时,50.12240.0178627100.750.9(0.290.0178)0.1960.012h=液压系
5、统的温升(只验算系统在工进时的发热和温升)定量泵的输入功率为:271060.360.756010yBlh工进时系统的效率h0.012,系统发热量为:(1)0.36(10.012)0.36PkWkWlhH=-=-=取散热系数321510/KkWmC-,油箱散热面积2VmO.065时,计算出油液温升的近似值:0.3561033.55055150.06536HTCCCKAD=,固合理。参考文献1上海市职业技术教育课程改革与教材建设委员会组编.液气压传动.北京:机械工业出版社,2001.92章宏甲.液压与气压传动.第2版.北京:机械工业出版社,2001.3许福玲.液压与气压传动.武汉:华中科技大学出版
6、社,2001.4张世伟.液压传动系统的计算与结构设计.宁夏人民出版社.1987.5中央电大液压传动辅导教材编写小组.液压传动辅导教材.中央电大出版社3.确定液压系统的主要参数3.1初选液压缸工作压力所设计的动力滑台在工进时负载最大,在其他工况负载都不太高,参考表2和表3,粗选液压缸的工作压力P1=4MPa=。3.2计算液压缸的主要尺寸鉴于动力滑台快进和快退速度相等,这里的液压缸可选用单活塞杆式差动液压缸(A1=2A2=),快进时液压缸差动连接。工进时为防止孔钻通时负载突然消失发生前冲现象,液压缸的回油腔应有背压,参考表4选背压力为P2=0.6MPa。加速恒速 半自动液压专用铣床液压系统-4.拟
7、定液压系统原理图4.1选择基本回路4.1.1选择调速回路由图2可知这台机床液压系统功率较小,滑台运动速度低,工作负载为阻力负载且工作中变化小,故可选用进口节流调速回路。为防止孔钻通时负载突然消失发生前冲现象,在液压缸的回路上加背压阀。由于系统选用节流调速方式,系统必然为开路循环系统。4.1.2选择油源方式从工况图可以清楚看出,在工作循环内,液压缸要求油源提供快进快退行程的低压大流量和工进行程的高压小流量的油源。最大流量与最小流量之比2minmax/0.5/(0.8410)60qq-=,其相应的时间之比132()/(11.5)/56.8ttt+=+=0.044这表明在一个工作循环中的大部分时间都
8、处于高压小流量工作,从提高系统效率节省能量角度来看,选用单定量泵油源显然是不合理的,为此可选用限压式变量泵或双联叶片泵作为油源。考虑到前者流量突变时液压冲击较大,工作平稳性差,且后者可双泵同时向液压缸供油实现快速运动,最后确定选用双联叶片泵,如图3a所示。半自动液压专用铣床液压系统-114.拟定液压系统原理图abc图34.1.3选择快速运动和换向回路本系统已选定液压缸差动连接和双泵供油两种快速运动回路实现快速运动。考虑到从工进转快进快退时回路流量较大,故选用换向时间可调的电液换向阀式换向回路,以减小液压冲击。由于要实现液压缸差动连接,所以选用三位五通电液换向阀,如图3b所示。4.1.4选择速度
9、换向回路由于本系统滑台由快进转为工进时,速度变化大(212/0.1/(0.8810)114vv-=),为减少速度换向时的液压冲击,选用行程阀控制的换向回路,如图3c所示。4.1.5选择调压和卸荷回路在双泵供油的油源形式确定后,调压和卸荷问题都已基本解决。即滑台工进时,高压小流量泵的出口压力由油源中的溢流阀确定,无需另设调压回路。在滑台工进和停止时,低压大流量泵通过液控顺序阀卸荷,高压小流量泵在滑台停止时虽为卸荷,但功率损失较小,故可不许再设卸荷回路。13将上面选出的液压基本回路组合在一起,并经修改和完善,就可得到完整的液压系统工作原理图,如图4所示,在图4中,为了解决滑台工进时进回油路串通使系统压力无法建立的问题,增设了单向阀6。为了避免机床停止工作时回路中的油液流回油箱,导致空气进入系统,影响滑台运动的平稳性,图中添设了一个单向阀13。考虑到这台机床用于钻孔(通孔与不通孔)加工,对位置定位精度要求较高,图中增设了一个压力继电器14。当滑台碰上死挡块后,系统压力升高,它发出快退信号,操纵电液换向阀换向。
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